Película soplada: los avances en la tecnología de fabricación que se vieron en K 2001

Película soplada: los avances en la tecnología de fabricación que se vieron en K 2001

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Durante la Feria K 2001, Reifenhauser exhibió en su centro de investigación y desarrollo, situado a pocos minutos de Dusseldorf, tres líneas avanzadas para la producción de película soplada. La línea Filmtec 7-1700 IBC, de siete capas incorporando materiales de barrera, mostró el concepto avanzado de embobinado UFA III 2. Para la producción de películas para bolsas de trabajo pesado la empresa presentó la línea FFS 3-1000 IBC, diseñada para procesar polietileno y polipropileno metalocénicos. El modelo Filmtec 1-1700 IBC es de monocapa con una razón de precio a desempeño muy favorable para la producción de películas de HDPE y LDPE.

En los terrenos de la feria, Reifenhauser presentó el modelo Filmtec 3-1700 IBC, de tres capas, como una línea de propósito general capaz de procesar varios tipos de polietileno, tales como LDPE, LLDPE, HDPE, ionómeros, incluyendo los de tipo metalocénico, así como PP metalocénico. Todos estos materiales pueden ser tratados sin requerir el cambio de tornillo. Los barriles de las extrusoras están recubiertos con metales tipo HIP (del inglés hot isostatic pressing). El dado está optimizado desde el punto de vista reológico, de acuerdo con información entregada por su fabricante. En este dado, la longitud de los canales de flujo ha sido reducida a un mínimo, lo que facilita las operaciones de purgado. La estructura de las capas puede ser modificada para tener calibres delgados en el exterior de las películas. Por otro lado, la ocurrencia de la fractura en fundido del LLDPE y las resinas metalocénicas se puede reducir o eliminar debido al sistema de calentamiento presente en el dado.

El sistema de enfriamiento de la burbuja (Los anillos dobles de enfriamiento externo y el enfriamiento interno), permite la operación con altas velocidades de producción. Todos los dados de Reifenhauser están equipados con sistemas de intercambio de aire. Los anillos cuentan con el sistema de control REIcoflow y el sistema REIcotherm permite un control opcional de las variaciones de calibre. El manejo de la burbuja después del dado es flexible. El número de segmentos de la canasta y sus dimensiones pueden ser modificados de acuerdo con las exigencias de las resinas. El rodillo de doblado REIcofly puede manejar materiales pegajosos y sensibles, sin causar daños en la superficie de las películas. El embobinador UFA III de propósito general para películas coextruidas emplea la tecnología de motores servo y puede operar inclusive con presiones de contacto y tensiones muy bajas. La línea puede producir películas con espesores entre 15 y 250 micrones, en anchos de hasta 1600 mm, a velocidades de hasta 130 m/min, y con descargas entre 350 y 400 kg/hr.

El Nuevo sistema IBC, tipo Panqueque 4+1 de Brampton Engineering, ofrece a los procesadores de película una eficiencia máxima de enfriamiento a la vez que mantiene la facilidad de operación. Cinco orificios ajustables independientemente entregan aire frío al interior de la burbuja para proporcionar un grado máximo de flexibilidad para un rango amplio de productos.

Los ensayos realizados por el fabricante han mostrado que el sistema 4+1 obtiene un 15% más de producción en comparación con el sistema IBC Panqueque estándar de 3 platos. La versatilidad de este IBC permite razones de soplado tan bajas como de 1:1.

Las pruebas de campo y de ventas del Anillo de Aire Eliminator de Brampton Engineering (BE) han demostrado que puede eliminar exitosamente los problemas asociados con las tasas de producción, consistencia del espesor y calidad óptica de las películas sopladas. Adicionalmente, es fácil de ajustar y de operar. Por otro lado Brampton Engineering reporta que el Eliminator proporciona aumentos significativos en las tasas de producción (15% a 50%), simetría de la burbuja, claridad óptica y mejor consistencia del espesor.

En la K 2001, Brampton Engineering mostró por primera vez su sistema patentado de tratamiento de labios, que previene la aparición de la fractura en estado fundido a la salida de los labios del cabezal cuando se procesan resinas de LLDPE sin ayudas de proceso. El sistema Adjust-A-Gap proporciona el control de la apertura de los labios para cada tipo, mezcla y grado de polímero. Esto, de acuerdo con el fabricante, proporciona flexibilidad adicional en las líneas de soplado de película. Adjust-A-Gap le permite a los procesadores de película ajustar de forma manual la apertura de labios para lograr los requerimientos de un producto específico.

Brampton Engineering exhibió su Cabezal Modular de Co-Extrusion de Terminación Super-Suave (SCD. El SCD exclusivo de BE, y que fue presentado por primera vez en 1989, ha abierto la puerta del éxito al sistema SCD ISO-therm. Además de brindarle a los productores la flexibilidad para agregar más capas, el ISO-therm permite mantener diferencias de temperaturas entre capas hasta de 150oC, lo cual es la única forma de procesar eficientemente PVDC en co-extrusión.

Brampton Engineering presentó también en el mercado el proceso AquaFrost, una línea de soplado de película multi-capa enfriada con agua. Utilizando el agua como medio de enfriamiento AquaFrost produce película con alta claridad, orientación balanceada y termoformabilidad de arrastre profundo a tasas de producción de las películas cast. En su Centro de Tecnología de Película Soplada, Brampton construyó una línea de demostración AquaFrost de cinco-capas para producción a escala industrial, la cual puede producir película con una claridad y suavidad que de acuerdo con la compañía, no se han visto antes en una película soplada multicapa. La línea de cinco-capas AquaPlast utiliza un Cabezal de Coextrusión Modular SCD para cambios rápidos de estructura, aislamiento de temperatura entre módulos, mínima degradación y periodos largos entre limpieza. El polímero fundido se expande a medida que sale del cabezal y entonces se enfría a medida que pasa a través de una cámara de enfriamiento por agua y desde ahí pasa a las placas de colapsado, para luego terminar en un tiro oscilatorio de rodillos verticales. El uso del tiro oscilatorio para la distribución homogénea del espesor es una ventaja sobre las líneas de película cast porque permite hacer rollos planos de gran tamaño. La línea AquaFrost de Brampton está disponible para pruebas. Se pueden construir desde mono-capas hasta líneas de 10 capas AquaFrost, de acuerdo con las especificaciones del cliente. La claridad de la película producida con el proceso AquaFrost resulta de tasas mucho mas grandes de transferencia de calor. Esto minimiza el tiempo que pasa la masa fundida en el rango crítico de temperatura de crecimiento de los cristales, especialmente en el Nylon. En consecuencia, de acuerdo con la compañía, AquaFrost permite el uso de resinas menos costosas a las requeridas en las películas sopladas convencionales. Algunas muestras producidas en la línea AquaFrost fueron exhibidas en el Stand de Brampton de la feria K2001. La baja resistencia mecánica de esta película permite el termoformado de arrastre profundo de los empaques al vacío.

Windmöller & Hölscher llevó a cabo, paralelamente a la K 2001 de Düsseldorf, una exposición propia, la EXPO, en su Centro Técnico en Lengerich. La presentación incluyó un grupo de máquinas destinadas a la fabricación de películas sopladas para empaques flexibles. La línea de extrusión por soplado VAREX para la fabricación de película monocapa (extrusora 90.30 D / burbuja de 225 mm de diámetro) de rendimiento alto (aprox. 300 kg/h), está diseñada para la fabricación de película HDPE de excelente acabado. El ancho de trabajo es de 1600 mm. La línea cuenta con un nuevo sistema de refrigeración interna que asegura una perfecta estabilidad de la burbuja e incrementa notablemente de la producción. Insertoss especialmente adaptados a este producto, se encuentran ubicados en el anillo de refrigeración MULTICOOL de W&H, en la versión Duallip. Con el sistema OPTIFIL P2K (utilizado hoy en día en más de 40 líneas), integrado en el anillo de refrigeración MULTICOOL se asegura la regulación del perfil. Esto se hace variando la temperatura de aire de refrigeración en forma local. La línea VAREX se demostró fabricando una película de un espesor de 9 µm que sirve de protección contra humedad en sacos de papel con válvula.

En la línea VAREX no es necesario el corte de las orillas. La película tubular se raya simplemente en los bordes de pliegue. El sistema de regulación del diámetro de la burbuja se realiza con un sistema de ultrasonido y otro de regulación directa de los caudales de los ventiladores de refrigeración. Es posible trabajar con tolerancias mínimas en el ancho de la película (± 2 mm) sin cortar las orillas. Con este sistema se asegura una reducción en el uso de materia prima y de la cantidad de residuos, de acuerdo con afirmaciones del fabricante. La línea de extrusión por soplado VAREX se presentó equipada con el rebobinador doble FILMATIC K diseñado para un rebobinado por contacto, el cual cuenta con funciones de disminución automática de la tensión de la película y de reducción de la fuerza de embobinado.

Por otro lado, W&H presentó una línea de extrusión por soplado de 3 capas VAREX para la fabricación de película transparente de PP. La línea está equipada con las extrusoras 50/70/50.30 D y una burbuja de 280 mm de diámetro. El ancho de trabajo es de 1600 mm. Cuenta con el nuevo anillo de refrigeración MULTICOOL de W&H. Incorpora también el sistema de regulación del perfil OPTIFIL P2 y el sistema de medición de la película K-NOSTIC, que trabaja sin contacto con la película. Características ópticas excelentes se logran gracias al guiado de la película sin contacto, eliminándose así todo peligro de marcaciones. El producto, una película de 3 capas de 30 µm con PP en la capa media y 100% mLLDPE en las capas exteriores se aplica para empacar pan o ensaladas. La velocidad de producción fue de 260 kg/h.

Además, W&H exhibió una línea de extrusión por soplado de 5 capas VAREX para la fabricación de película de barrera. La línea de extrusión por soplado con las extrusoras 60/50/60/50/90.30 D tiene un ancho de trabajo de 2100 mm. El diámetro de la burbuja es de 500 mm. Se realizaron demostraciones fabricando una película de barrera de sólo 25 µm. Las capas exteriores se hicieron con resinas de metaloceno y una capa extremadamente delgada de EVOH (32%) de sólo 2 µm en el interior. Los husillos HPS, de aplicación universal, permitieron un rendimiento elevado de producción con una calidad excepcional de la masa fundida. Este modelo se demostró trabajando a un ritmo de aproximado de 400 kg/h. El nuevo módulo de automatización PURGE ASSIST de la línea, permite agilizar el cambio de productos. La línea se combinó con el rebobinador basculante FILMATIC W que posibilita la inversión automática del sentido de giro el inicio del rebobinado de la película sin necesidad de utilizar adhesivos.

Por último, W&H exhibió una línea de extrusión por soplado de 3 capas VAREX para fabricar una película retráctil altamente transparente de 60 µm con un 95% de polietileno metaloceno en las capas exteriores y de LDPE en la capa media. Este tipo de película se utiliza, por ejemplo, en la industria de bebidas para el embalaje de cajas, botellas, etc. Trabajó a una velocidad de 350 kg/h. El nuevo rebobinador basculante FILMATIC T tiene configuración en tándem por lo que ocupa poco espacio. Está diseñado para un diámetro máximo de bobina de 800 mm. También posibilita la inversión automática del sentido de giro y la iniciación del rebobinado sin necesidad de utilización de adhesivos. Permite además el rebobinado de varias pistas sin recortes. La línea cuenta con extrusoras 60/90/60.30 D y tiene una burbuja de 400 mm de diámetro, el nuevo anillo de refrigeración MULTICOOL y el sistema de regulación automática de los gruesos de espesores OPTIFIL P2.

Hosokawa Alpine AG demostró un dado de 20 pulgadas de diámetro que usa el sistema de calentamiento selectivo por secciones en el labio, mediante el cual se logra el control del calibre de la lámina. Este sistema fue una innovación original de Windmoeller & Hoelscher pero cuya patente expiró en febrero del año pasado. El dado de Alpine fue parte de una línea de tres capas y combina un sistema de distribución del fundido en platos con los sistemas de espirales convencionales. La altura global del dado se reduce de 5 pies a cerca de 3 pies. Por esto, los tiempos de residencia son menores así como las caídas de presión. Alpine ofrece ya dados de hasta 7 capas y de hasta 27 pulgadas de diámetro. Alpine introdujo el nuevo programa ExVis que verifica el proceso de extrusión y guarda las recetas de los productos y otro tipo de información. Otra innovación de esta compañía es el nuevo embobinador para película soplada con otra orientación en la dirección de la máquina, MDO, y que puede trabajar en línea o fuera de línea.

Kiefel presentó su nueva línea Kirion de tres capas totalmente automatizada con un dado de corrección automática del espesor de película que opera bajo el principio del calentamiento por segmentos. De acuerdo con la compañía, el sistema de automatización de esta línea garantiza una calidad homogénea de la película y tiempos de cambio muy cortos. Las funciones de la máquina, tales como la dosificación de la resina y el control del calibre de la película, están interconectados mediante un protocolo CAN-Bus, a la pantalla de comando que es activada de manera táctil. El operario puede observar todos los parámetros de funcionamiento de la máquina al mismo tiempo en la pantalla. Integrada a esta línea, Kiefel mostró un embobinador de su nueva subsidiaria Wintech Winding Technology, de Suiza, que opera con el sistema patentado CLP2 (de presión constante), el cual de acuerdo con reportes del fabricante, puede garantizar una presión mínima del rollo y de la tensión de la película, lo cual es apropiado para el manejo de películas delicadas. Los controles del embobinador están también integrados a los controles de la línea para facilitar el cambio rápido de productos y reducir el desperdicio. Kiefel también presentó una línea de soplado para hacer películas de HDPE en una sola capa.

En materia de equipos para soplado de películas, la subsidiaria de Battenfeld, SMS Folientechnik, de Austria, presentó en la Feria K 2001 la parte final de extrusión de una línea de soplado de siete capas que luego será instalada en nuevo centro técnico de la empresa, en Viena. Un producto típico de esta línea puede ser una película de barrera PE/Adhesivo/PA/VEO/PA/Adhesivo/PE. Esta línea cuenta con siete extrusoras Contracool con zonas de alimentación no acanaladas y el nuevo tornillo de barrera de SMS VLB VI, con una longitud de 30D. Todas las extrusoras están conectadas a un solo sistema de enfriamiento con aire. Las extrusoras Contracool se caracterizan por proveer una temperatura homogénea del fundido, un comportamiento óptimo del cilindro en el calentamiento y enfriamiento, el uso de poco espacio y la manera silenciosa de operar. Las extrusoras de las capas externas tienen un diámetro de 75 mm, por lo cual cada una de estas máquinas puede aportar un flujo de 220 kg/hr. Las otras cinco extrusoras tienen un diámetro de 50 mm y un flujo, cada una, de 90 kg/hr. Nuevo en esta línea es también el anillo de aire, que corresponde a la serie 900 con doble circuito de aire con control automático. La temperatura del aire en la zona por encima de la circunferencia de la burbuja esta controlada en 96 zonas independientes.

SMS Folientechnik con motivo de la feria presentó varios componentes para instalaciones de película soplada así como una planta instalada en la empresa Oldenburg Kunststofftechnik GmbH para la fabricación de película espumada en PEHD. La película se puede fabricar en espesores de 0,7 a 10 mm, a un ancho hasta de 60 mm. SMS Folientechnik aprovecha de esta manera su experiencia en la fabricación de productos espumados por extrusión para ofrecer instalaciones de alta productividad. En el cubículo de la feria se presentó una línea que trabaja con la nueva técnica de inyección con gas, lo que permite utilizar gases alternativos, como CO2 a alta presión. La línea cuenta con una extrusora primaria de 90 mm con una secundaria de 120 mm. Produjo películas espumadas de PE de diversas densidades y grosores aplicando butano como agente espumante. Algo que merece una mención especial dada la alta capacidad de producción que proporciona a la máquina, es el nuevo concepto Excool, que permite un incremento de hasta el 20%. El controlador Opticell asegura una distribución óptima de los espesores de las capas con una orientación mínima del polímero.

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